Химия
8 класс
Вопрос
Для определения массовой доли элемента $X$ в чугуне образец исследуемого чугуна помещают в трубчатую печь, где сжигают в токе кислорода при высокой температуре. Продукты сгорания поступают в склянку, содержащую водный раствор иода с добавлением иодида калия, либо смесь иодида и иодата калия. По мере сгорания пробы следят за окраской раствора в склянке, и при уменьшении интенсивности окраски добавляют дополнительное количество реагента для полного протекания реакции. Массовую долю элемента Х рассчитывают исходя из количества реагента, затраченного на титрование продукта сгорания.
1) Определите элемент $X$.
2) Напишите уравнения реакций, которые могут протекать при сгорании исследуемой навески (не менее шести, учитывая известный вам состав чугуна), а также уравнения реакций, протекающих в склянке в случае использования $I_{2}/KI$ и $KIO_{3}/KI$.
3) Для анализа было взято 5,0 г чугуна. При титровании в склянке было израсходовано 25,4 мл раствора I2 с концентрацией 1 г/л. Рассчитайте массовую долю элемента $X$ в чугуне.
Ответ
Единственный элемент, который содержится в чугуне и после окисления кислородом сохраняет способность к окислению иодом - это сера.
Реакции:
$3Fe + 2O_{2} = Fe_{3}O_{4}$;
$C + O_{2} = CO_{2}$;
$Si + O_{2} = SiO_{2}$;
$Mn + O_{2} = MnO_{2}$;
$4P + 5O_{2} = 2P_{2}O_{5}$;
$S + O_{2} = SO_{2}$;
можно еще написать реакции горения хрома, никеля, алюминия и других непостоянных примесей.
$SO_{2} + I_{2} + 2H_{2}O = H_{2}SO_{4} + 2HI$;
$3SO_{2} + KIO_{3} + 3H_{2}O = 3H_{2}SO_{4} + KI$.
Масса иода в растворе - 0,0254 г (NULL,0001 моль). Таким образом серы в 5 г исследуемого образца содержится 0,0001 моль (NULL,0032 г). Массовая доля серы - 0,064%.